Tutaj prezentowany jest protokół produkcji zawiesiny HEK293 oparty na komórkach AAV, co skutkuje zmniejszeniem czasu i pracy potrzebnej do produkcji wektorów przy użyciu komponentów, które są dostępne do celów badawczych od komercyjnych dostawców.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj prezentowany jest protokół produkcji zawiesiny HEK293 oparty na komórkach AAV, co skutkuje zmniejszeniem czasu i pracy potrzebnej do produkcji wektorów przy użyciu komponentów, które są dostępne do celów badawczych od komercyjnych dostawców.
Wektory wirusowe (AAV) związane z adenowirusem są niezwykłym narzędziem do badania ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Innowacyjne kapsydy, takie jak AAV. PHP.eB, wykazują rozległą transdukcję OUN przez wstrzyknięcie dożylne u myszy. Aby osiągnąć porównywalną transdukcję, potrzebne jest 100-krotnie wyższe miano (minimalnie 1 x10 11 kopii genomu/mysz) w porównaniu z bezpośrednim wstrzyknięciem do miąższu OUN. W naszej grupie produkcja AAV, w tym AAV. PHP.eB opiera się na przylegających komórkach HEK293T i metodzie potrójnej transfekcji. Osiągnięcie wysokiej wydajności AAV z przylegającymi komórkami pociąga za sobą pracochłonny i materiałochłonny proces. To ograniczenie skłoniło do opracowania protokołu hodowli komórek na bazie zawiesiny w stożkowych probówkach. AAV generowane w przylegających komórkach porównano z metodą produkcji zawiesiny. Porównano hodowle w zawiesinie przy użyciu odczynników do transfekcji Polietyleniminy lub TransIt. Wektory AAV oczyszczono przez ultrawirowanie w gradionym jodiksanolu, a następnie wymianę buforu i zagęszczenie za pomocą filtra odśrodkowego. Dzięki metodzie adherentnej uzyskaliśmy średnio 2,6 x 1012 kopii genomu (GC), podczas gdy metoda zawiesinowa i polietylenina dały łącznie 7,7 x 1012 GC, a TransIt łącznie 2,4 x 1013 GC. Nie ma różnicy w skuteczności transdukcji in vivo między wektorami wytwarzanymi z adherentem w porównaniu z systemem komórek zawiesinowych. Podsumowując, wprowadzono protokół produkcji AAV oparty na komórkach zawiesinowych HEK293, co skutkuje zmniejszeniem ilości czasu i pracy potrzebnej do produkcji wektorów przy jednoczesnym osiągnięciu od 3 do 9 razy wyższych plonów przy użyciu komponentów dostępnych u komercyjnych dostawców do celów badawczych.
Wirus związany z adenowirusem (AAV) został odkryty w 1965 roku i od tego czasu jest używany w niezliczonych aplikacjach1. AAV zostały zastosowane w badaniach neurobiologicznych do badania funkcji genów i neuronów, mapowania obwodów neurologicznych lub tworzenia modeli zwierzęcych dla choroby2. Tradycyjnie odbywa się to poprzez wstrzyknięcie bezpośrednio w miejsce zainteresowania, ponieważ większość naturalnych serotypów nie przekracza bariery krew-mózg lub potrzebuje do tego dużej dawki1,2,3.
Wraz z odkryciem AAV. PHP. B4 i kapsydy nowej generacji, takie jak AAV. PHP.eB5 oraz AAV. CAP-B106, możliwe jest celowanie w ośrodkowy układ nerwowy (OUN) za pomocą prostego wstrzyknięcia ogólnoustrojowego. Mapowanie przestrzenne ujawnia komórki, na które atakuje AAV. PHP.eB na poziomie komórkowym6,7. W połączeniu ze specyficznymi promotorami/wzmacniaczami, kapsydy te oferują neurobiologom szerokie możliwości badania genów i funkcji mózgu poprzez nieinwazyjne dostarczanie AAV4,8.
Podczas gdy do AAV potrzebna jest niższa dawka. PHP.eB (zazwyczaj 1 do 5 x 1011 kopii genomu (GC)/mysz) w porównaniu do AAV9 (4 x 1012 GC/mysz)7, nadal trzeba wyprodukować więcej wektorów w porównaniu ze strategiami bezpośredniego wstrzykiwania (zwykle 1 x 109 GC/μL iniekcji). Większość naturalnych serotypów można wytworzyć przy użyciu klasycznego systemu hodowli komórek adherentnych w połączeniu z oczyszczaniem jodiksanolu9,10,11,12. Dla AAV. PHP.eB Wiąże się to z pracochłonnym procesem hodowli i transfekcji komórek w celu uzyskania wystarczającej liczby wektorów dla jednego eksperymentu8. W związku z tym opracowano produkcję AAV w hodowli komórek zawiesinowych w probówkach stożkowych. Rurki stożkowe o pojemności do 300 ml są kompaktowe, co pozwala zaoszczędzić zarówno miejsce w inkubatorze, jak i tworzywa sztuczne. Komórki zawiesinowe są znacznie łatwiejsze do hodowli i obróbki w dużych ilościach niż komórki przylegające na płytkach 15 cm. Elementy transfekcji protokołu pozostają takie same. Dlatego plazmidy używane wcześniej z systemem adherent mogą być łatwo wykorzystane w tym protokole opartym na produkcji w komórkach zawiesinowych. Protokół został z powodzeniem przekazany innym badaczom w laboratorium i z powodzeniem wykorzystany do różnych kapsydów i konstruktów.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie procedury eksperymentalne zostały zatwierdzone przez instytucjonalny komitet ds. opieki nad zwierzętami i użytkowania Królewskiej Holenderskiej Akademii Nauk (KNAW) i były zgodne z holenderskim prawem o doświadczeniach na zwierzętach w ramach projektu numer AVD8010020199126. W Rysunek 1 znajduje się schematyczny przegląd całego protokołu. Od wysiewu komórek do oczyszczenia AAV, protokół trwa 6 dni.
1. Przygotowanie odczynnika
2. Hodowla komórek zawiesinowych HEK293
3. Transfekcja
4. Zbieranie komórek
5. Oczyszczanie jodixanolu
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Większość laboratoriów akademickich wykorzystuje adherentne komórki HEK293T do produkcji AAV8,9. Chociaż metoda ta sprawdza się stosunkowo dobrze, gdy do bezpośredniego wstrzyknięcia potrzebne są niewielkie ilości AAV, do osiągnięcia podobnej transdukcji w przypadku kapsydów systemowych, takich jak AAV.PHP.eB, wymagany jest miano wyższy 100-krotnie (minimum 1 x 1011 GC/mouse).
W niniejszym protokole opracowano metodę produkc...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Systemowe podawanie AAV jest potężnym narzędziem do transferu genów do OUN; jednak produkcja AAV jest kosztownym i pracochłonnym procesem. Dzięki zastosowaniu komórek zawiesinowych zmniejsza się nakład pracy i tworzywa sztuczne w porównaniu z przylegającą kulturą HEK293T na płytkach o długości15 cm2 . Co więcej, zastosowane tutaj rurki stożkowe są łatwe w obsłudze i maksymalizują wykorzystanie przestrzeni laboratoryjnej. Protokół został opracowany przez dwóch badaczy, a następnie zastosowany przez innych w lab...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Darmowa próbka TransIT została dostarczona przez firmę Mirus do wstępnych testów, po których odczynnik został zakupiony do dalszego wykorzystania. Autorzy nie mają żadnych innych konkurencyjnych interesów finansowych, o których mogliby informować.
Ta praca została wsparta grantem z funduszu badawczego Królewskiej Holenderskiej Akademii Sztuk i Nauk (KNAW) oraz grantem z Start2Cure (0-TI-01). Dziękujemy Leishy Kopp za jej wkład i rady w tworzeniu protokołu. Figury zostały stworzone przy użyciu Biorenderu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 39 mL, Rurka polipropylenowa okrągła z szybkozłączką, 25 x 89 mm - 50Pk | Beckman Coulter | 342414 | |
| Adapter 600 mL probówki stożkowe, do rotora S-4x1000, | eppendorf | 5920701002 | |
| Adapter Plate pasuje do 16 bioreaktorów 600 ml | Infors HT/ TPP | 587633 | |
| Nasadki aerozolowe, do okrągłych wiader 750 ml | eppendorf | 5820747005 | |
| 5920 R G, 230 V, 50-60 Hz, z wirnikiem S-4x1000, okrągłymi wiadrami i adapterem 15 mL/50 mL rurki stożkowe | eppendorf | 5948000315 | |
| Woda destylowana | Gibco | ||
| Rekombinowana DNaza I, bez RNaz | Roche | 4716728001 | |
| Rekombinowana DNaza I, bez RNaz | Roche | 4716728001 | |
| DPBS, wapń, magnez | Gibco | 14040091 | |
| DPBS, bez wapnia, bez magnezu | Gibco | 14190144 | |
| Fisherbrand Jednorazowe filtry PES 0,2 | Fisher | ||
| Fisherbrand Jednorazowe jednostki filtrujące PES 0,45 | |||
| Uchwyt na probówki hodowlane 50 ml pasuje również do probówki Falcon | Infors HT/ TPP | 31362 | |
| Uchwyt do probówki do hodowli komórkowych 600 ml | Inkubator Infors HT/ TPP | 66129 | |
| Minitron 50 mm | Infors HT | 500043 | |
| LV-MAX Medium produkcyjne | Gibco | ||
| N-Tray Universal | Infors HT/ TPP | 31321 | |
| OptiPrep - Iodixanol | Serumwerk bernburg | 1893 | |
| PEI MAX - Liniowy chlorowodorek polietyleniminy klasy transfekcyjnej (MW 40,000) | Poly-sciences | 24765-100 | |
| Czerwony roztwór fenolowy | Sigma-Aldrich | 72420100 | |
| Poli(glikol etylenowy) 8000 | Sigma-Aldrich | 89510 | |
| TransIT-VirusGEN | Mirus | Mir 6706 | |
| Roztwór błękitu trypanowego, 0,4% | Gibco | 5250061 | |
| Bioreaktory TubeSpin-50ml | TTP | 87050 | |
| Bioreaktory TubeSpin-600ml | TTP | 87600 | |
| Komórki do produkcji wirusów | Gibco | A35347 | |
| Vivaspin 20 MWCO 100 000 | Cytvia | 28932363 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.